专利名称：短波窄带ffh/bfsk系统中基于判决反馈的信道估计方法
技术领域：
本发明属于通信抗干扰技术领域，特别涉及短波窄带FFH/BFSK系统。
背景技术：
短波通信因为其技术成熟，通信距离远，体积小，适合在移动状态的平台上工作，成为国防科研试验中主要的通信手段之一 。
跳频通信系统多采用M元频移键控调制(MFSK)，信道衰落会对解调造成影响。信道估计旨在对接收信号进行解调之前，预先得到信道的衰落参数，在解调时进行补偿，以降低信道衰落所带来的判决错误率。
目前关于信道估计的研究主要是正交频分复用(OFDM)系统下的，短波快跳频系统的信道估计的文章还鲜有发表，本研究就围绕此问题展开，借鉴其它系统(如OFDM)信道估计的原理，设计了几种信道估计方法，其中两种基于判决反馈的LS方法和LMMSE方法有其特殊之处。
发明内容
本发明的任务是提供一种信道估计方法，采用本发明的方法，可以有效的对短波FFH信道进行估计，并在接收端加以相应补偿，降低判决误码率。本发明主要是接收端的信道估计器。
本发明的整个系统链路如图l所示，包括数据发送(1) 、 BFSK调制(2)、跳频调制(2)、短波信道(4) 、 AWGN信道(5)、跳频解调(6)、信道估计(7) 、 BFSK解调(8)、数据接收(9)。
本发明信道估计器在估计出信道衰落参数以后，将其送入BFSK解调器中进行补偿。其中信道估计器还将用到BFSK解调器的输出参数。
在阐述本发明方法之前，首先介绍本发明中所用的术语
1) LS (Least Square)，最小平方，是使『-%// ]"[}^-%/^]最小的估计准则，其
中％、 y和/z^分别是发送数据、接收数据和信道传输函数。
2) LMMSE ( Linear Minimum Mean-Square Error )， 最小均方误差，是使3)判决反馈是指将BFSK解调后的信息判决后，视为已知数据(即导频)来更新信道
估计信息。
基于判决反馈的LS信道估计方法步骤如下步骤l发送一组导频，求出其LS信道估计值；
步骤2接收第一跳数据，使用该频率的LS信道估计值对其进行补偿；对其进行判决，
将判决结果作为导频，使用LS算法更新此频率上的信道估计值；步骤3接收第二跳数据，同步骤2中的方法进行补偿和判决反馈；
步骤4 一定时间后，重新发送一组导频，回到步骤l.
基于判决反馈的LMMSE信道估计方法步骤与上类似，如下步骤l连续发送M组导频，在每个频率上求出其L羅SE信道估计值；步骤2接收第一跳数据，使用该频率的时域L丽SE信道估计值对其进行补偿；对其进行判决，将判决结果作为导频，使用时域L醒SE算法更新此频率上的信道估计值；
步骤3接收第二跳数据，同步骤2中的方法进行补偿和判决反馈；步骤4 一定时间后，重新发送一组导频，回到步骤l.
本发明的工作流程如图2所示。
需要说明的是，由于各子信道间在频域上相互独立，故而需要在每个需要的跳频频率上都发送导频。
本发明信道估计器工作原理在导频处，分别将每跳接收信号作FFT，找出导频信号的BFSK对应频点的辐度值，对其作LS估计或时域LMMSE估计，得到各子信道的信道
传输函数^(^; = 1,2,3,...,A0 ， W是可用的子信道数。导频后即是数据信号，每接收到一跳信
号，即利用当前对此跳对应两个BFSK频点估计出的传输函数对其进行补偿并解调，将解调值进行判决后的结果反馈到信道估计器，视为新的导频，用于更新对应子信道的信道估计值。
本发明的创新点与研究最多的OFDM系统下的信道估计相比，本估计器无法用到频域相关性，因而对信道的估计都是在每个子信道上独立进行，并且不采用插值算法，直接利用时域相关性进行循环迭代，这样大大节约了导频的资源开销。同时，这里的判决反馈用到了半盲信道估计的思想，所不同的是这里采用了直接替代，而没有使用子空间算法，大大简化了运算复杂度。
图1是FFH/BFSK系统整体链路图
其中l是数据发送模块，2是BFSK调制，3是跳频调制模块，4是短波信道模是数据接收模块；
图2是信道估计器工作流程图。
具体实施例方式
本发明信道估计器的主要创新是对每个子信道进行独立信道估计，并采用判决反馈直接迭代，减少了导频的开销，降低了运算复杂度，使其适应于FFH/BFSK系统。信道估计可采用编程实现。
计算机仿真表明，取32个跳频频点，跳频间隔20kHz，跳频频率是5000跳/秒，每跳发送lbit数据，采样率1.28M时，LS判决反馈采用每2560跳发送一组(64跳)导频，LMMSE判决反馈采用每12800跳发送640跳导频，两种方法与完美估计相比，性能相差ldB左右，相对没有信道估计时的解调来说，二者都有5db左右的性能提高。
权利要求
1、适应于短波窄带FFH/BFSK的信道估计方法，系统包括数据发送(1)、BFSK调制(2)、跳频调制(3)、短波信道(4)、AWGN信道(5)、跳频解调(6)、信道估计(7)、BFSK解调(8)、数据接收(9)。其特征在于对每个子信道进行独立信道估计，并采用判决反馈直接迭代。基于判决反馈的LS信道估计方法步骤如下步骤1发送一组导频，求出其LS信道估计值；步骤2接收第一跳数据，使用该频率的LS信道估计值对其进行补偿；对其进行判决，将判决结果作为导频，使用LS算法更新此频率上的信道估计值；步骤3接收第二跳数据，同步骤2中的方法进行补偿和判决反馈；步骤4一定时间后，重新发送一组导频，回到步骤1.基于判决反馈的LMMSE信道估计方法步骤与上类似，如下步骤1连续发送M组导频，在每个频率上求出其LMMSE信道估计值；步骤2接收第一跳数据，使用该频率的时域LMMSE信道估计值对其进行补偿；对其进行判决，将判决结果作为导频，使用时域LMMSE算法更新此频率上的信道估计值；步骤3接收第二跳数据，同步骤2中的方法进行补偿和判决反馈；步骤4一定时间后，重新发送一组导频，回到步骤1.
2、根据权利要求1所述的适应于短波窄带FFH/BFSK系统的信道估计方法，其特征是所述的步骤2中每跳都对信道进行一次估计，各子信道独立进行，并将判决结果直接视为导频用于估计，其结果直接替代更新信道估计值。
全文摘要
本发明主要提出了短波窄带FFH/BFSK的信道估计的两种方法，基于判决反馈的最小平方(LS，Least Square)方法和基于判决反馈的线性最小均方误差(LMMSE，Linear Minimum Mean-Square Error)方法，两种方法均采用各子信道独立估计，并应用判决反馈直接迭代。
文档编号H04L25/02GK101557363SQ20081004455
公开日2009年10月14日 申请日期2008年4月8日 优先权日2008年4月8日
发明者叶俊龙, 周志强, 李少谦, 程郁凡 申请人:电子科技大学